浅谈半煤岩巷道的“煤矸分离”

许锡军

(晋煤集团 坪上煤业有限公司，山西 晋城 048200)

煤炭市场的低迷需求煤炭的各行业对煤质的要求以及煤炭行业对煤炭资源利用率的提高，对施工工艺提出了较高的要求。过去，对于半煤岩巷采取直接通过的方式；但目前既要满足煤质的要求，又要保证不浪费资源，下面就半煤岩巷道实现“煤矸分离”进行阐述。

1 施工概况

晋煤集团坪上煤业有限公司为兼并重组改扩建矿井，设计生产能力为0.90 Mt/a。23022进料横川为2302(上)综采工作面的运输横川，主要用途为承担2302工作面的进出架、运输等任务。由于通风需要，该巷道需通过西二回风巷，设计为半煤岩巷，见图1、图2，该巷道煤层顶底板岩性见表1。

图1 23022进料横川平面布置示意图

图2 23022进料横川剖面示意图

2 施工控制措施

2.1 施工条件

23022进料横川设计全长为139.399 m，采用EBJ-120TP型掘进机1台， 40 t型溜子2部，组成综合机械化掘进系统。23022进料横川施工时，均沿煤层底板向煤层顶板掘进,其开口位置位于西辅助进风巷北帮，与西辅助进风巷成63°31′43″夹角。

表1 煤层顶、底板岩性表

2.2 巷道预计穿越的煤岩层性质

23022运料横川沿3#煤底板先向下1°24′39″扫底掘进至西二回风巷底板，再向上8°38′45″向3#煤层顶板掘进,巷道所穿过的煤层平均厚度为5.35 m,矸石厚度为1.944 m，由下向上依次为灰黑色，泥岩，以均匀层理为主；黑色，3#煤，半光亮型，以亮煤为主，条带状结构。

2.3 施工前巷道准备工程

1)在西辅巷(23022进料横川开口处)安装40 t溜子1部，并将机尾卧底500 mm。

2)在西辅巷(23022进料横川开口处)铺设左开道岔1副，道岔铺设位于卧底溜机尾的正上方。

3)23022进料横川左帮安装40 t溜子1部，并将机头抬高，距道岔轨面不低于1 500 mm，安装准备工程示意图见图3。

2.4 施工方案

2.4.1方案1

施工该半煤岩巷，采用EBJ-120TP型机组割煤(矸)。割煤时，通过23022进料横川溜子将煤输送至西辅巷卧底溜，再通过卧底溜将煤输送至下一部运煤设备。割矸时，将西辅巷卧底溜停止，并将矿车推至左开道岔道头，通过23022进料横川溜子将矸石输送至矿车，翻至矸仓或直接上井，实现煤矸分离。

图3 煤矸分离安装准备工程示意图

1)优点。a)出煤(矸)时间快，根据统计，每掘进1 m，出煤(矸)时间共计为42 min。b)对煤矸分离效率高且效果好。c)该机组自带机载式临时支护系统，临时支护省工，效率高。

2)缺点。a)易对EBJ-120TP型机组产生不可逆转的破坏，割矸时易损坏切割头，出矸时机组小溜磨损严重。b)对巷道坡度要求较高，最大爬坡能力为16°。c)巷道断面低于8 m2时不适用。d)设备检修要求高，每天检修时间不低于6 h。

2.4.2方案2

采用爆破法掘进，P-60B型耙岩机出煤(矸)。先对上部煤层进行爆破，并通过P-60B型耙岩机运走爆落的煤块，待煤块耙净后，再对下部矸石层进行爆破，通过P-60B型耙岩机将爆落的矸块装至矿车。煤运至煤仓后，将矸石翻至矸仓或直接上井，实现煤矸分离。

1)优点。a)设备易于检修，仅需班内检修半小时，事故率低。b)对于巷道坡度、断面没有要求。

2)缺点。a)出煤(矸)效率低，经统计出煤时间为39 min，出矸时间为31 min，共计70 min。b)煤矸分离不彻底。c)临时支护困难，采用单体液压支柱，费时费工。

2.4.3方案3

采用爆破法掘进，ZWY-150/75L型装岩机出矸，原理同方案2。

1)优点。a)出煤(矸)效率高，根据统计，每爆破1 m，出煤(矸)时间共计44 min。b)爬坡能力较强，最大爬坡能力为36°。c)设备较容易检修，仅需班内检修1 h。d)对煤矸分离效率高且效果好。

2)缺点。a)对专职司机素质水平要求较高，培养一名合格的司机往往需要1年以上时间。b)巷道断面宽度低于2.6 m不适用。c)临时支护困难，需采用单体液压柱，费时费工。

2.4.4采取方案

由于23022进料横川巷道煤层底板为泥岩(灰黑色，以均匀层理为主，含丰富的植物化石)，且最大坡度为8°38′45″，使用EBJ-120TP型机组能够满足对岩层的切割能力，且岩层对机组切割系统、出煤系统影响不大，故该巷道采取方案1。

对于巷道底板较硬，巷道面积较小，坡度较陡的巷道，方案2为最佳选择。根据经验及统计，方案3的适用性较广，且综合能力强，适用于大部分半煤岩巷道。

3 结束语

半煤岩巷实现煤矸分离的办法可以总结为“分层掘进，分装分运”。实现“煤矸分离”的要点是将前期的准备工程做好。半煤岩巷内的抬高距离可根据矿车高度确定，巷道掘进工艺选择炮掘或机掘可根据岩性及巷道坡度来决定。该方案不仅能解决“煤矸分离”的难题，而且能为煤矿企业带来较大的经济效益。

参 考 文 献

[1]闫振东.煤炭采掘创新工艺技术与装备[M].北京：煤炭工业出版社，2013:115-118.

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